由中國畜牧獸醫學會動物營養學分會系統動物營養專業委員會主辦、河南農業大學 、河南省家畜營養調控與生态養殖國際聯合實驗室、内蒙古神州動物營養發展戰略研究所 、畜牧人網站共同承辦的“第十四屆全國系統動物營養學發展論壇”于 2021 年 12 月 25日在河南省鄭州市隆重召開。

《系統動物營養學》創始人，我國著名動物營養學家盧德勳研究員在大會上作題為《論動物機體自我防禦功能的系統觀及其實踐應用》 的報告，盧先生分别從“動物機體自我防禦功能概述”、“動物機體自我防禦功能的内容和機制”、“動物機體自我防禦功能的檢測”、“增強動物機體自我防禦功能的營養幹預”等四個方面進行了分享。以下為畜牧人yisiyi學習并整理的報告内容。

從2014年起，盧先生開始集中精力進行與動物健康有密切關系的飼料營養活性物質的研究，并在此基礎上于2018年轉入健康營養理論和技術方向的研究。

在2020年首次提出一個具有時代特征的動物健康營養的核心理念。這一核心理念是針對動物非傳染性疾病緻病的營養生理根本原因和機制制定營養幹預措施，實現健康養殖的目标一個全新的營養學理念。它回答了動物養殖中間兩個基本問題：

• ------ 動物疾病從哪裡來；
• ------ 如何進行營養幹預，使動物保持健康狀态。

2020年盧先生首次提出通過動物營養工程技術體系，進行‘體系’作戰的動物健康管理營養工程技術模式。它指明了實現健康養殖的戰略決策目标的正确方向，提出了一個科學的健康養殖的營養解決方案，是一項具有開創性的貢獻。盧先生指出，實施動物健康營養管理工程是現代動物營養學理論和技術體系創新領域的一項最具有戰略意義、屬于颠覆性、開創性的學術研究成果。

• 運行動物健康營養管理技術體系的根本目标在于維護動物健康狀态，幹預并改善亞健康狀态，從而使動物群體中處于健康狀态的比例增大，最大程度地促使亞健康向健康狀态轉化，減少疾病發生的風險。
• 2021年，盧老師在提出健康營養理論和實用技術體系時，首次提出動物機體自我防禦功能這一全新理念，并指出在對動物進行營養幹預時“要充分調動機體自我防禦功能，把住維護動物健康第一關”。

1.1 機體自我防禦功能定義

動物機體自我防禦（body self-defense）是指動物機體固有的抵抗内外緻病因子侵害的功能。機體經常處于各種緻病因子和損傷因子的威脅下，以及機體本身免疫反應失衡引起的損傷等，都可能引起機體受到損害。同時，機體本身也具有完整的防禦體系，以保護機體免遭緻病因子的損害。若機體防禦功能被破壞，則疾病發生。疾病發生後,機體的防禦功能又能盡量消除緻病因子，減少損害，使病變愈合，使受到損害組織的功能盡可能恢複。

動物機體内部存在着強大的自我防禦功能，構建起維護機體健康的第一道防線。從根本上講，這一自我防禦功能就是機體生理功能的動态穩衡性。充分發揮動物機體自我防禦功能是實現健康養殖戰略目标的第一要務，是健康營養理論和技術體系的重要的核心組成部分。

1.2 動物自我防禦功能的運行特征

在動物體内部存在的自我防禦功能包括防禦和修複兩個方面，兩者相輔相成，構建起完整的、強大的自我防禦體系。機體自我防禦系統是在神經-内分泌系統精密調控下，全方位覆蓋所有層次，涉及物理屏障防禦、化學防禦、微生态穩态防禦、重要生理功能動态穩衡生理防禦和DNA和某些組織修複功能五個方面的防禦和修複功能，它們雖然重點不同，但是它們相互協調，相互配合，發揮着整體防禦效應。動物的自我防禦功能是在動物長期進化過程中形成的。

充分發揮動物自我防禦功能是預防非傳染性疾病的根本前提。同時也通過強化機體正常免疫功能，提高了機體抗病力，最終打通傳染性疾病和非傳染性疾病聯系通道，為全方位預防疾病，維護動物健康提供保證。

這種自我防禦功能是随着動物一生的不同生理變化經曆着一種由不健全到健全、由健全到逐步衰敗的生理變化過程。

動物自我防禦功能的運行狀況主要取決于飼養管理因素、遺傳因素和環境因素等，其中飼養管理因素對于舍飼和半舍飼畜牧業飼養的動物來說是起決定性的根本因素。

生理防禦體系由三大重要生理功能動态穩衡組成

1. 自由基穩态平衡；
2. 免疫激活/免疫抑制穩态平衡；
3. 促炎/抗炎反應穩态平衡。

2.1 機體動态穩衡（homeostasis）與平衡（equilibrium）的區别和聯系

• 機體動态穩衡與平衡的狀态是密切相關的。動态穩衡必然會涉及平衡，但是動态穩衡涉及的平衡是動态平衡，而且僅僅是接近平衡，而不是靜态平衡。
• 傳統的熱力學隻能用于與周圍環境完全隔離的封閉、孤立的系統，而不能應用于僅是接近确切平衡的機體動态穩衡，因為機體屬于生物系統，不是封閉、孤立的體系，而是開放的體系。機體的生理功能就是屬于這樣一種動态穩衡機制。
• 機體内穩态是生命系統的本質 。

2.2 自由基（free radical,ER）和活性氧（reactive oxygen species,ROS）

簡述

• 自由基定義：單獨存在的、具有不配對價電子的離子、原子、分子基團。它們的共同特征是最外層電子軌道上具有不配對的電子。
• ROS：是一類由氧形成，并在分子組成上含有氧且化學性質比氧自身活潑的部分還原代謝産物，它是分子氧在還原過程中的一系列中間産物，其中一部分屬于自由基産物，另一部分屬于非自由基産物。ROS可直接或間接起到自由基的作用。
• ROS具有雙重性功能，既有害也有益。它是維持機體正常功能不可或缺的因素，但是隻有ROS生成能力略大于防禦和修複能力時才能維持機體健康。如果ROS生成遠大于防禦和修複能力就會給機體造成危害，這種狀态稱之為氧化應激。
• 自由基具有多種生物學活性，其中重要作用之一就是介導含氧物質生成ROS，而ROS的化學性質較O2更為活躍。自由基與ROS兩者之間的生物作用大部分相互重疊，少部分存在差異。自由基反應可經自由基中間代謝産物不斷向前發展，又因細胞損傷而終止。自由基的擴展可以是無限的，但又被各種自由基清除劑所終止。自由基的産生速率、清除途徑在正常情況下受到機體嚴格而精确調控。當自由基在體内大量産生與積聚時，就會使自由基穩衡狀态遭受破壞。目前認為，這種失衡的原因，一是自由基産生增多；二是機體對其的清除能力減弱；三是以上兩者兼而有之。

2.3 自由基穩态平衡

對于動物機體而言，有疾病和破壞的地方就有自由基；但是從反向來看，有生命的地方就有自由基，沒有自由基動物就無法生存。

自由基本身是機體正常的代謝産物，并且是維持多種重要的生理功能的物質基礎。

關鍵在于機體内部存在一個強大的自由基穩衡調控機制。自由基動态穩衡控制是維持機體穩态的最重要生理調節機制，一旦失衡且機體自身和人為幹預失效時，就會産生氧化應激，繼發一系列的異常反應，最終使健康受到影響，引發疾病，甚至危及生命。

動物機體體内氧自由基的水平存在有3個水平，即正常水平、亞健康水平和臨床緻病水平。在正常水平到臨床緻病水平之間有一個時間間隔。隻要在這一時間段内能采取幹預措施，就會始終遠離臨床緻病水平，不會出現氧化應激傷害。人們把這個時間段稱之為“氧化應激窗口期”。

自由基動态穩衡性是指機體或細胞内氧自由基的生成與抗氧化防禦之間保持動态平衡，使氧自由基的産生和清除維持正常水平的一種生理狀态。

2.4 在動物機體内部存在降低自由基危害的4道防線

分别是：

第1道防線——細胞色素氧化酶機制；

第2道防線——抗氧化酶機制；

第3道防線——清除劑機制；

第4道防線——修複機制。

2.5 植物提取物内營養活性物質具有強大的抗氧化作用

由于植物提取物内含有各種水溶性和脂溶性營養活性物質，它們具有許多營養活性功能，其中抗氧化作用非常突出，既能增強動物日糧内維生素C的抗氧化效果，也能增強動物日糧内維生素E的抗氧化效果，與此同時，還能活化細胞信号傳導路，啟動動物機體内細胞本身的内源性抗氧化劑（谷胱甘肽、輔酶Q10和硫辛酸）的産生機制，使動物機體能形成一個完備的抗氧化網絡防禦。這一防禦網絡是對付自由基最厲害的武器，它能使我們用較少的成本但是更準确的抗氧化網絡防禦組合來對抗無所不在的自由基攻擊，達到事半功倍的抗氧化效果。

2.6 營養素與機體抗氧化能力之間存在密切關系

1. 一些具有抗氧化功能的營養素本身就是抗氧化劑，比如VC和VE。硒、銅、鋅等微量礦物質元素往往是抗氧化酶類的活性中心。如果這些元素不足或缺乏會使這些酶類喪失清除自由基的活性，所以常稱之為間接抗氧化劑。
2. 一些營養素，比如蛋白質、氨基酸、巯基化合物及金屬離子等都是合成内源性抗氧化劑的原料。
3. 機體營養不良會導緻抗氧化劑數量減少，活性氧增多，恢複生物分子氧化損傷能力下降；反之，機體營養狀況适宜會使内源性抗氧化劑合成加強，修複能力也加強。

2.7 降低自由基危害的4道防線的兩大功能

2.8 “楊氏聯動效應”：由自由基穩态失衡主導産生的三方聯動效應

2.9 動物健康營養理論核心理念主要内容 (盧德勳，2020/2021）

1）自由基動态穩衡控制是維持機體穩态的最重要生理調節機制。自由基穩衡态一旦失衡，就不是局部的孤立現象，而是一個與機體健康密切交織在一起的整體生理過程，由自由基穩衡态失衡主導的三方聯動效應的整體運作狀況最終決定氧化應激、炎症和免疫功能失衡是否影響動物健康狀況的走向和最後結局。

2）由自由基穩衡态失衡主導的三方聯動效應鍊是一個閉環，一個環節的誘因會引發整個鍊産生整體聯動反應，甚至出現重疊反應，在幹預失效後就會向有害健康的方向繼續發展，直至誘發慢性疾患。

3）在養殖實踐中，氧化應激和炎症通常是畜群出現健康問題的２ 個重要引爆點，其中氧化應激是源頭引爆點。

4）預防、治療與氧化應激、炎症和免疫功能失調有關動物健康問題必須從源頭抓起，充分依賴複合抗氧化劑網絡運作，全面消除氧化應激的危害，使動物遠離疾病，實現健康養殖的可持續目标。

盧先生強調，預防、治療與氧化應激、炎症和免疫功能失調有關動物健康問題也不能單打一，各自為戰，必須根據由自由基穩衡态失衡主導的三方聯動效應鍊的系統整體聯動反應的學術觀點，從抗氧化應激、抗炎和免疫調節３ 個方面整體運作，進行“體系作戰”。

2.10 動物系統集成型的抗氧化防禦營養供給方案

到目前為止，在動物營養領域，對谷胱甘肽、輔酶Q10和α-硫辛酸這3大内源性抗氧化劑的研究幾乎還是空白。如何在養殖實踐應用，今後還需要作更多推敲。根據Lester Packer教授上述研究成果和系統營養學的有關内容，盧先生提出一個動物系統集成型抗氧化防禦營養供給方案。在這一方案中除了谷胱甘肽、輔酶Q10和α-硫辛酸3大内源性抗氧化劑暫不考慮使用（其中使用α-硫辛酸是關鍵，因為使用它實際上會增加機體内部維生素C 和E、谷胱甘肽及輔酶Q10）外，我把添加硒、維生素C和E以及植物營養活性物質（植物提取物）放在日糧優化設計中進行營養供給幹預和健康管理幹預，使其成為動物健康營養管理工程技術體系（盧德勳，2021）的一個重要技術措施。這一系統集成型抗氧化營養供給方案不僅科學的诠釋了動物自我防禦功能，而且為制定強化動物自我防禦功能營養幹預策略提供了科學依據。

3.1 動物機體自我防禦功能的檢測項目

分别包括機體自由基動态穩衡檢測、炎症水平檢測、免疫功能檢測、腸道物理屏障功能和微生态指标的評估等四個檢測項目。

1）機體自由基動态穩衡檢測

對檢測自由基動态穩衡的實用方法的基本要求必須是特異、簡便和快速。在人醫臨床上，最常用的兩種方法是檢測人體内脂質過氧化的終産物水平和檢測抗氧化酶的活性。由于目前這項檢測在養殖動物尚未開展，可以暫時借鑒人醫的檢測方法。目前主要檢測項目有：

-----機體内脂質過氧化的終産物水平檢測；

-----Cu，Zn-SOD活性檢測

-----過氧化氫酶活性檢測。

2）炎症水平檢測

常用比色法檢測動物體内炎症水平及早發現問題并采取措施減少體内炎症，對于動物健康至關重要，檢測炎症水平的5大最佳标志物是：炎性介質水平、C反應蛋白(CRP)、降鈣素原（PCT）、血清澱粉樣蛋白A(SAA)、紅細胞分布寬度（RDW）等。

3）免疫功能檢測

分别包括CD4 ／ CD8比值檢測、TH1/TH2 平衡指标檢測這兩個指标。

3.2 腸道物理屏障功能和微生态指标的評估

動物腸道的健康狀态的定義為對飼料消化、吸收、同化的最佳狀态以及擁有健全的腸道物理屏障功能。目前對于腸道屏障損傷機制的深入研究取得了很多進展，但有關這方面的研究主要集中于人類醫學和單胃動物上，在反刍動物上的研究比較少見。具體評估方法可參照胡紅蓮和高民（2012）綜述文章。

4.1 動物機體自我防禦功能營養幹預的原則

1）日糧營養供給技術幹預：在堅持并充分調動動物營養自我調控功能和積極發揮内外源營養活性物質調節功能的前提下，通過日糧優化設計技術實施營養供給技術幹預。

2）營養管理技術幹預：通過營養管理技術實施包括營養健康管理技術在内的營養管理技術幹預。

3）重點健康管理幹預：在對動物健康狀況進行全面、實時檢測的基礎上，科學地按照由自由基穩衡态（free radical homeostasis）失衡主導的三方聯動效應科學理念重點對氧化應激—炎症—免疫功能失調鍊和腸道健康進行健康管理幹預。

4) 營養幹預實行‘體系’作戰原則：利用營養工程技術的系統集成、動态優化技術特征對動物健康營養所涉及的營養策略進行實時預測和動态優化，進行‘體系’作戰，利用動物健康營養管理工程技術的‘導彈智能化’動态優化功能達到精準營養幹預效果。

4.2 增強動物機體自我防禦功能的營養供給方案特征

1）要滿足機體全面、充足、平衡的基本營養素需求；

2）要确保具有防禦功能的微量營養素和超微量營養活性物質供給，以提升動物内外源防禦功能。這裡所謂具有防禦功能的微量營養素是指我們熟知的微量營養素一些維生素與微量礦物質元素。長期以來，營養研究關注的是它們對代謝調節作用方面，近年來對于維生素和微量礦物質元素抗氧化作用的深入研究揭示了它們在動物體内的防禦性的新功能。它們包括有硒、鋅、銅、錳等以及維生素A、E、C和葉酸等；

3）在給動物提供超微量營養活性物質時，首先要測知日糧的本底值，同時要利用指紋圖譜技術搞清楚營養活性物質添加劑的有效因子和主效因子順序、水平和比例以及日糧添加後相關指标的變化；

4）要針對特殊飼養條件和特定的生理階段能給動物提供個性化的營養供給方案。

4.3 增強動物機體自我防禦功能營養幹預所涉及的其它實用技術措施

1) 研發、使用組學型營養活性物質系列産品

包括對現有的成熟的産品的機制和應用技術進行深入研究，研究與組學型營養活性物質産品相配套的實用技術，加強對新一代組學型營養活性物質産品的研發和利用，特别是新型植物提取物産品、微生物發酵産品和其他生物資源活性物質，并根據使用目的和動物生理階段使産品系列化。

2）構建特殊的營養管理技術

動物健康養殖的營養管理措施着重考慮以下兩方面：

• --- 根據動物生理階段，重點、有序地保證在特定的階段通過分群管理采取必要的營養管理措施，比如幼畜階段和母畜圍産期；
• --- 盡最大可能防止各種損傷發生，特别是減少外環境通過呼吸道、消化道和皮膚而引起的損傷。此外還應采用适當的飼喂方式（自由采食或限食）、及時提供清潔飲水等。

3）構建強大而有效運作的健康保障技術體系

4）構建動物健康狀況檢測技術體系

免疫系統功能評估：這項評估包括嗜中性粒細胞、淋巴細胞、單核細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞、T淋巴細胞、輔助性T細胞、抑制性T細胞、Th/Ts比值、B淋巴細胞、自然殺傷細胞、自然殺傷細胞活性、細胞分裂周期和細胞凋亡比率。通過評估這些免疫細胞的數量、分布比例、活性及細胞增生與凋亡，了解免疫系統的作用，有助于正确調節免疫功能，維持機體的正常防禦功能。

1）動物機體内部存在強大的自我防禦功能，構建起維護機體健康第1道防線。動物機體内存在這樣一整套完善的以抗病為目标的自我防禦和自我修複體系，主要涉及四個方面内容，即物理屏障防禦、化學防禦、微生态穩态防禦、解毒防禦和重要生理功能動态穩衡生理防禦。

2）現代動物營養學必須建立起一個完整的保護并增強機體自我防禦功能營養幹預技術體系,與此同時還必須把這套技術體系融入動物健康營養管理營養工程技術體系（盧德勳，2021）中運行，進行“體系”作戰。

（整理 / 畜牧人小Y）

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